автореферат диссертации по приборостроению, метрологии и информационно-измерительным приборам и системам, 05.11.14, диссертация на тему:Исследование гетероструктур и разработка технологии изготовления лазерных излучателей для волоконно-оптических систем

На правах рукописи

Ширяева Натальи Алексеевна ООЗОВТ4 14

ИССЛЕДОВАНИЕ ГЕТЕРОСТРУ1СТУР •• И РАЗРАБОТКА ТЕХНОЛОГИИ ИЗГОТОВЛЕНИЯ

ЛАЗЕРНЫХ ИЗЛУЧАТЕЛЕЙ ДЛЯ ВОЛОКОННО-ОПТИЧЕСКИХ СИСТЕМ

Специальность 05.11.14 «Технология приборостроения»

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации па соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2006

003067414

Работа выполнена в «МАТН» — Российском государственном технологическом университете им. К.Э. Циолковского на кафедре «Технология производства приборов и систем управления летательных аппаратов» и ФГУП «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха».

Научный руководитель:

кандидат технических наук, профессор,

Могильная Татьяна Юрьевна

Официальные оппоненты: доктор технических наук,

лауреат Государственной премии СССР Дураев Владимир Петрович кандидат физико-математических наук Нессинева Наталия Анатольевна

Ведущая организация

ООО «Суперлюм»

Защита диссертации состоится 12 февраля 2007 года в 15-00 на заседании Диссертационного Совета Д. 212.110.01 «МАТИ» — Российско го государственного технологического университета им. К.Э. Циолковско го по адресу: 109240 г. Москва, Берниковская набережная д. 14, аудито рия 602.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке «МАТИ» — Рос сийского государственного технологического университета им. К.Э. Циол ковского.

Автореферат разослан 11 января 2007 г.

Ученый секретарь

Диссертационного Совета Д.212.110.01 кандидат технических наук, профессор

Баранов П.Н.

Общая характеристика работы

Актуальность темы. В настоящее время одной из актуальных научно-технических задач стала разработка источников лазерного излучения с длиной волны 1550 нм. Наиболее перспективными для получения гетеро-структур (ГС) таких лазерных излучателей являются соединения А"'В3.

В ряде задач практического применения помимо длины волны излучения необходимо обеспечение стыковки лазерных излучателей с оптическим волокном (ОВ). Поэтому важными параметрами излучения являются мощность излучения, диаграмма направленности, температурная стабильность характеристик, размер тела свечения.

Соответствие лазера этим требованиям определяется как составом используемой излучающей ГС, ее конструкцией, технологией выращивания, так и конструкцией самого излучателя, технологией его изготовления, отсутствием паразитных мод, близких по длине волны.

Повышение качества работы излучателей требует исследования и разработки приборов на новых системах элементов, позволяющих иолучпть высокую мощность излучения и длину волны излучения 1550...1560 нм в широком диапазоне температур.

Это связано со значительными трудностями: отсутствием комплексных методик разработки ГС с требуемыми параметрами и технологическим процессом (ТП) их изготовления; необходимостью совершенствования технологического процесса производства лазерных излучателей; отсутствие информации о влиянии внутренних дефектов ростовых напряжений и дислокаций на параметры разрабатываемых лазерных излучателей.

Одним из наиболее перспективных направлений выращивания гетеро-структур является МОС-птдрндная эпитаксня. Однако, для использования неравновесного процесса эиитаксиалыюго роста для многокомпонентных ГС необходим точный расчет их параметров и разработка индивидуальных технологических процессов выращивания. Это связано с созданием специальной методики расчета и математической модели процесса.

Известно, что влияние на параметры лазерных излучателей (мощность, спектр, расходимость, модовый состав излучения) оказывает как конструкция, так и технология изготовления активных элементов (АЭ).

Важным фактором, влияющим на параметры излучения лазерных излучателей также является взаимодействие с ОВ. Известно, что стыковка с ОВ существенно снижает мощность излучения, а также меняет его спектральный и кодовый состав.

Целыо настоящей работы является исследование и создание нового типа многокомпонентных ГС, разработка на его основе конструкции и технологии изготовления лазерного излучателя повышенной мощности для волоконно-оптических систем с длиной волны излучения 1550 им, и исследование его характеристик при соединении с оптическим волокном.

В соответствии с поставленной целью решался следующий комплекс задач:

1. Разработка методики расче та четырехкомпонентной ГС.

2. Создание математической модели и разработка на ее основе технологии выращивания ГС с длиной волны излучения 1550 нм методом МОС-гпдридной эпптаксни

3. Создание лазерных излучателей повышенной мощности с длиной волны излучения 1550 нм.

4. Исследование параметров полученных лазерных излучателей и изменения их характеристик при соединении с оптическим волокном.

Положении, выносимые ни защиту

1. Научно обоснованная методика расчета параметров твердых составов четырехкомпонентной системы.

2. Математическая модель эпитаксиального роста и разработанная па ее основе технология выращивания гетероструктур.

•3. Математическая модель распространения излучения при наличии нескольких активных элементов, положенная в основу разработки конструкции и технологии изготовления лазерных излучателей повышенной мощности.

4. Математическая модель развития ростовых напряжений двухмерной ГС с квантоворазмерной активной областью, на базе которой разработана методика повышения мощности излучения и срока службы лазерных излучателей путем выведения напряжений и дислокаций за границы активной области.

5. Конструкция и технология изготовления лазерного излучателя с длиной волны излучения 1550 им и мощностью 15 Вт.

Методы исследовании

Экспериментальные данные получены на универсальном и специально разработанном лабораторном оборудовании и обработаны с применением методов математической статистики.

Научная новизна работы

1. Впервые разработана универсальная методика расчета параметров четырехкомпонентных гетероструктур, содержащих компоненты с высокой степенью сегрегации.

2. Разработана модель расчета параметров парогазовой смеси в реакторе установки МОС-гидридной эпитаксии, с учетом неравновесности процесса. На основе данной модели предложена методика корректировки параметров подачи исходных компонент в реактор установки МОС-гидридной эпитаксии в зависимости от изменения температуры и концентрации парогазовой смеси, что обеспечило получение гетероструктур с требуемыми параметрами и высокую воспроизводимость технологического процесса.

3. Разработана модель распространения излучения для лазерных излучателей с одним и несколькими активными элементами, на базе которой была разработана конструкция лазерного излучателя с несколькими активными элементами.

4. Разработана модель развития напряжений и дислокаций в кванто-воразмерных гетероструктурах, на основании которой предложена методика повышения мощности и долговечности лазерных излучателей путем выведения напряжений и дислокаций за границы активной области.

5. Впервые проведены исследования эффекта возникновения побочных мод излучения в лазерных излучателях, состыкованных с оптическим волокном.

Практическая значимость работы определяется прикладным характером проведенных исследований, направленных на оптимизацию конструкции и технологии изготовления лазерных излучателей. Разработанные методики, программное обеспечение и технология внедрены в ФГУП «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». Их использование позволяет значительно повысить качество выпускаемых лазерных излучателей. Характери-

стики полученных лазерных излучателей превосходят существующие в настоящее время отечественные аналоги.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

1. Применением фундаментальных положений, справедливость которых доказана ранее и проверена практикой, неоднократно апробированных методик и математических моделей, а также сходимостью результатов аналитических исследований и математического моделирования;

2. Проведением исследований на моделях, которые достаточно полно и адекватно отражают совокупность факторов, влияющих на моделируемый процесс.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях 5 Международном аэрокосмическом конгрессе, Москва, 2006 г.; 30, 31, 32 Международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения», Москва, 2004, 2005, 2006 гг.; Всероссийской научно-технической конференции, Москва, 2004, 2006 гг.; 11 European Workshop on MOVPE, г. Лозанна, 2005 г; Международном симпозиуме «Аэрокосмические приборные технологии», Санкт-Петербург, 2004 г.; Московской молодёжной научно-технической конференции «Методы и средства измерительно-информационных технологий», Москва, 2004 г.

Публикации: Основное содержание диссертации отражено в 13 публикациях, список которых приведен в конце автореферата.

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 116 наименований. Материал изложен на 190 страницах иллюстрированных 75 рисунками, графиками и 20 таблицами.

Краткое содержание работы

Во введении обосновывается актуальность и практическая ценность работы. Формулируется цель работы, приведена структура диссертации и краткое содержание основных разделов.

В первой главе анализируется состояние вопроса на основе изучения данных научно-технической литературы и поставлены задачи исследования.

Проведенный анализ существующих систем компонент показал, что система компонент А11пОаА5/1пР наиболее полно отвечает требованиям, предъявляемым к ГС для лазерных излучателей с длиной волны 1550 нм. Преимуществами данной системы являются стабильность выходных характеристик в широком диапазоне рабочих температур, возможность получения генерации на длине волны 1550 нм, а также невысокие значения пороговых токов.

Были проанализированы известные методы и определены пути повышения мощности лазерных излучателей, а именно уменьшение напряжений и дислокаций в активной области и увеличение количества АЭ.

Вторая глава посвящена разработке методики определения твердых составов четырехкомпонентных систем и технологии получения ГС АПп-ОаАБЛпР.

В этой связи был проведен анализ технологических аспектов формирования ГС методом МОС-гидридной эпитаксии. На основании проведенных исследований была создана научно обоснованная методика расчета четырехкомпонентной системы содержащей компоненты с высокой степенью сегрегации (в данном случае А1 и 1п) с учетом изменения ширины запрещенной зоны в зависимости от состава.

Использование разработанной методики позволило рассчитать параметры ГС Л11пСаА?./1пР с длиной волны излучения 1550 нм (табл. 1).

Таблица 1

Состав излучающей ГС А11пОаАь/1пР

Наименование Состав слоя Толщина, мкм

Контактный Ga,o.55|ln,0.45As(Zn) 0,25

Р-эмиттер InP(Zn) 0,95

Стоп-слой Ga,o24>!ri(0 76)P<0,48)AS!0.52l{Zri) 0,12

Р-эмиттер 2 InP(Zn) 0,30

Р-волновод Ali0.34)Garo 29)ln(0,37)AS 0,30

Активный Ga,.j 2?Jn:o ?яАз 0,006

Барьерный Alro 34>Ga,o.2<i-,lnio zrAs 0,01

Активный Ga,o.22iln|0.88\As (P) 0,006

1М-волновод Al(0 34,Ga,o 79iln(0 37>As (P) 0,30

N-эмиттер InP(Si) 0,40

подложка ФИЭС 350

Выращивание ГС производилось методом МОС-гидридной эпитаксии на установке «СИГМОС-130» с горизонтальным кварцевым реактором и вращающимся графитовым подложкодержателем.

Стабильность выходных параметров получаемых ГС и их соответствие требованиям, предъявляемым к лазерным излучателям, определяется возможностью получения равновесного распределения температур и концентраций компонент в реакторе.

Проведенные исследования процесса МОС-гидридной эпитаксии показали, что использование существующих методик расчета твердых составов системы компонент и параметров установки (нагрев, подача компонент реакции), приводит к неравномерному росту ГС и образованию толстых переходных слоев. Это обуславливает низкую мощность излучения, невозможность получения генерации на длину волны 1550 нм, нестабильность параметров получаемых ГС.

На основании проведенных теоретических исследований была создана модель эпитаксиального роста ГС с учетом неравновесных процессов, проходящих в реакторе (динамики газового потока) и изменения состава переходного слоя.

При этом, для определения параметров исходных компонент в концентрационном сечении С(х,у), решалось уравнение тепломассопереноса с учетом разделяемости диффузионных потоков, выполнения закона локального равновесия фаз на границе раздела:

^ + V-[nCj = V.{DC,ot[Vn + aTn(\-,i)VlnT] }, (i)

_ Р

где С„ — —~ .— основная газофазовая концентрация, Т, п = п(х, y,z,t) —

ä

мольная доля вида роста, C(x,y,z,t) — концентрационная доля вида роста, v = v(x,y,z,t) — поток скорости, D = D(T(x, y,z,t)) — двойной коэффициент диффузии компонентов III группы, сст — термический диффузионный показатель, ,y,z,t) — рост температуры, Р —

общее (полное) давление и Pg— газовая постоянная.

Решения данного уравнения позволило получить распределение температур компонент на оси реактора установки в зависимости от нагрева (рис. 1, а).

Для расчета изменения концентраций компонент газового потока при эгштаксиальном росте структуры АНпОаЛБ/ТпР, уравнение конвективного массопереноса имеет вид:

р, = ~gradpt + пАУ +{-}] +г}1 I • gracl{div V);

(2)

аг ~ '

где V — скорость потока в реакторе, г — время, р — давление в реакторе, р1 — плотность газовой смеси в реакторе, п, — статический и динамический коэффициенты вязкости.

При решении данного уравнения были получены распределения концентраций компонент в зависимости от количества подачи для ранее рассчитанной температуры (рис. 1, б).

Для получения численных результатов моделирования было разработано программное обеспечение.

700 т-!-_____-!

690 -

| у? | А1(СНЗ)3 (

|

1 ^^ ~««»6а(СгН5)3

I :

700 710 Т нагрева, ОС

720

'(ха)-юо;

! - '(ХРГ№ !

!»й>»»(хдгга>; « *х>ха> !

т,ос

6)

Рис. 1. Параметры подачи компонент парогазовой смеси в реактор установки МОС-гидридной эпитаксии: а) Зависимость температуры компонент от нагрева реактора; б) Зависимость концентрации компонент в реакторе от количества подачи

Анализ результатов моделирования показал, что в четырехкомпо-нентной системе существует набор составов, который позволяет получить у границы раздела фаз равновесный состав, как в газовой, так и в твердой фазе. Как показали экспериментальные исследования, рассчитанные составы парогазовой смеси, соответствующие равновесному распределению температуры и концентрации, обеспечивают получение ГС с длиной волны излучения 1550 им.

На базе разработанной модели были рассчитаны параметры подачи газовой смеси, а также создана научно обоснованная методика внесения поправок в подачу исходных элементов в зависимости от изменения температуры и концентрации компонентов в реакторе. Это позволяет более точно задавать исходные данные Т.П. Технология элитаксиадьного выращивания ГС АНпОаАБЛпР, разработанная с использованием данной методики представлена на рис. 2.

Применение разработанной технологии обеспечивает стабильность параметров ГС (длины волны, мощности) путем использования:

• методики расчета параметров четырехкомпонентных ГС;

• математической модели эпитаксиального роста ГС, учитывающей отклонения процесса от равновесного состояния;

• программного обеспечения, позволяющего рассчитать параметры подачи компонент в реактор установки МОС-гидридной эпитаксии;

• методики корректировки параметров подачи в зависимости от изменения температуры и концентрации компонент в реакторе.

Проведенные экспериментальные исследования показали соответствие параметров полученных ГС предъявляемым требованиям.

Третья глава направлена на разработку конструкции лазерного излучателя повышенной мощности с длиной волны излучения 1550 нм.

Решались задачи по определению параметров АЭ; повышению мощности излучения путем использования нескольких АЭ; проведению экспериментальных исследований параметров лазерных излучателей разработанной конструкции.

Расчет параметров АЭ (мезополосковой структуры, резонатора, зеркальных покрытий) проводился с использованием результатов экспериментальных исследований. Ширина гребня волновода IV = 100 мкм, глубина остаточного травления А/г = 0,6 мкм, длина резонатора I =1000 мкм,

коэффициент отражения передней грани Л, = 3 %, задней грани К2 = 100 %. Экспериментальные исследования полученных излучателей показали мощность излучения Р -10,1 Вт при токе накачки 1Н = 20 А в импульсном

режиме работы.

Рис. 2. Схема разработанного ТП изготовления гетероструктур

Для повышения выходной мощности излучения путем увеличения количества АЭ был проведен расчет параметров АЭ в блоке с целью обеспечения параметров излучения, близких к аналогичным параметрам излучателя с одним АЭ. Необходимость этого определялась возникновением дифракционных потерь в ОВ при сложении излучения нескольких АЭ за пределами расстояния порядка длины волны (Л™«=1550 нм).

Было проведено математическое моделирование распространения излучения при наличии одного и нескольких АЭ, с учетом потери части излучения в материале эмиттеров, дифракции и зависимости электрического поля от пространственного распределения коэффициента преломления.

В приближении «гауссовою пучка» было получено аналитическое выражение для поперечного распределения интенсивности волны на расстоянии г, соответствующей расстоянию переноса, £ = Л1гат , от передней грани с учетом дифракции:

1(х) = X СрС Ь (2х2 )Ь (2х2) ехр(-2х2) соз(0 ) (3)

Л? ш'

где х —- ширина активной области, г — длина оптического пути; х ~ ~,

у/ ■

в„ = 2(р - д)агщ\ ^ > й? = н?0, н<г) = и>0 +

'КХ л

2 7Г

д^п2 ; н' — радиус пучка, характеризующий изменение а- Я

поля Е в поперечной плоскости; и ~ — угол дифракции основной

моды в дальней зоне, р — комплексный фазовый сдвиг, д — комплексный

параметр пучка, определяющий гауссово распределение поля по координа-

2 2,2

те г, где г — х + г — расстояние от оси, а также кривизну волнового фронта, который вблизи оси является сферическим, ДР — фазовый сдвиг между волноводами, g -— интеграл перекрытия между волноводами:

(Х)Е2 (х)С1Х ■ (4)

^Ро

Интенсивность поля излучения в центре пуша:

При этом необходимо учитывать изменение показателя преломления волновода в поперечном направлении:

" = +22); (6)

М->гп2к2и = 0, (7)

где и (х, г) — комплексная функция, определяющая свойства лазерного пучка.

Постоянная распространения 0РЧ определяется выражением:

Р„ = к*о - К Р +1) + (2? +1)]}5. (8)

На основе полученных уравнений (3)-{8) было разработано программное обеспечение, которое позволяет учитывать интерференционные эффекты от наложения полей смежных активных областей.

На базе полученных уравнений были рассчитаны расстояния, на которых происходит фокусировка излучения для лазерных излучателей с одним, двумя и тремя АЭ различной толщины. Толщина АЭ, при которой параметры излучения лазерного излучателя с несколькими АЭ практически совпадают с аналогичными параметрами лазерного излучателя с одним АЭ, составила 100 мкм.

На основе разработанной математической модели была разработана конструкция блока АЭ, схема которого представлена на рис. 3.

Рис. 3. Схема блока активных элементов. 1 — СаА$-чип, 2 — АЭ, 3 — термокомпенсатор

Блок АЭ включает в себя ОаАэ-чип толщиной 150 мкм (1), предназначенный для улучшения распределения тока, два АЭ толщиной 100 мкм (2), термокомпенсационную пластину толщиной 300 мкм (3), обеспечивающую отвод тепла от излучающих элементов. Данная конструкция позволяет использовать стандартные корпуса лазерных излучателей.

Экспериментальные исследования показали увеличение мощности излучения до Р = 15,6 Вт при токе накачки 1И = 20 А в импульсном режиме работы (длительность импульса питающего напряжения 100 нс, частота 10 кГц, ток накачки 1„ = 18 20 А). Пространственная расходимость изучения в плоскостях параллельной и перпендикулярной плоскости р-п-переходу не зависит от количества АЭ. Однако увеличение количества АЭ приводит к повышению количества отказов и уменьшению времени наработки на отказ. Это обусловлено: наличием напряжений и дислокаций в ГС; внесением механических напряжений в процессе производства, причем влияние параметров технологического процесса растет с увеличением количества АЭ; тепловой деградацией лазерных излучателей, вызванной недостаточным теплоотводом при увеличении количества АЭ.

Четиергая глава посвящена решению технологических задач, связанных с соединением АЭ в блок, повышением срока службы лазерных излучателей.

Для решения данных задач были разработаны специальные промежуточные слои, температурные режимы сплавления, технологическая оснастка, использование которой позволяет решить проблему разориентации АЭ в блоке относительно друг друга. Был разработан технологический процесс корлусирования полученного блока АЭ.

Наличие ростовых напряжений и дислокаций несоответствия на границах слоев ГС оказывает значительное влияние на увеличение скорости деградации и ухудшение параметров излучения. Для исследования принципиальной возможности повышения срока службы и увеличения выхода годных были проведены исследования возможности уменьшения ростовых напряжений и дислокаций путем электротренировки излучателей. Была построена математическая модель развития ростовых напряжений и дислокаций. При построении модели учитывались такие причины появления дислокаций как: несоответствие решеток слоев, несоответствие коэффициентов температурного расширения слоев, наличие остаточных и легирую-

щих примесей, «прорастание» дислокаций из предыдущего слоя. А также механизмы появления напряжений: несоответствие параметров решеток, различие примесного состава атомов, несоответствие тепловых коэффициентов расширения материалов.

Развитие ростовых напряжений сг в процессе работы лазерного излучателя описывается:

ост,.

ох.

(9)

где г = 1 ^ 3 ; х1 — ось координат; к = 1 + 3.

Учитывая кубический вид кристаллической решетки сфалерита, выполняются следующие соотношения для тензоров напряжений:

(10)

При этом нормальное напряжение вдоль осей Хь X?, Х3:

■ Г £

= О Г, = &уХ = С 66^2 ■ В предположении однородности кристалла граничные условия первого рода:

!К'М!=0, (и)

где п, — косинус между нормалью к поверхности и осям Хь Х2, Х3. С учетом закона Гука матрица напряжений:

И* II.

(12)

где сл = 0 при 1<Ъ,к>Ъ и / > 3, к < 3 ; си - с22 = с33,

С12 = С2! = С13 ~ С*3] ~ С23 ~ С32 5 С44 = С55 — С66 •

Полученные уравнения связи напряжений и дислокаций в процессе роста позволили разработать пакет программного обеспечения для расчета соединений А3В5. Были проведены теоретические исследования ростовых напряжений и дислокаций в системе АПпСаАБ/ЫР в двухмерном приближении с учетом неоднородности скорости роста. Проведенные расчеты показали, что на границе квантоворазмерного и обычного слоя появляется напряженный слой, который в процессе работы прибора приводит к обра-

зованию большого количества дислокаций несоответствия и нанокласте-ров (рис, 4, а), не возникающих при толщине активной области более 0,01 мкм (рис, 4, б).

0 2 4

расстояние от слоя, нм

а)

расстояние от слоя, нм

б)

Рис. 4. Распределение ростовых напряжении вблизи активной области в плоскости [100]. а) кеантоворазмерная активная область; б) активная область толщиной более 0,01 мкм

При этом появляются дополнительные дислокации и напряжения, как на растяжение, так и на сжатие (рис. 5), которые в сумме с дислокациями, проросшими с предыдущего слоя, могут являться источниками потерь мощности.

Полученные теоретические данные были подтверждены экспериментальными исследованиями, которые показали образование в активной области нанокластеров размером 25^-80 нм с плотностью дислокаций Ю10см-2.

Анализ данных, полученных при проведении моделирования, показал увеличение плотности дислокаций в зависимости от времени работы излучателя (рис. 6, а). При этом напряжения и дислокации образуются как на границе раздела «активная область — эмиттер», так и в самой активной области. Экспериментально показано, что наличие значительных напряжений приводит к увеличению количества имеющихся дислокаций, падению мощности излучения, деградации структуры и срыву генерации (рис. 6, б). При этом наличие напряжений и дислокаций в области эмиттера не приводит к значительному ухудшению характеристик лазера.

расстояние от границы активной области, мкм'Ю"

Рис. 5. Плотность дислокаций в квантоворазмерной гетероструктуре (выше оси х указаны дислокации от напряжений на сжатие, ниже — от напряжений на растяжение)

а)

плотность дислокаций • 10"\ см2

б)

Рис. 6. Влияние плотности дислокаций в активной области на работу лазерных излучателей: а) зависимость плотности дислокаций от времени работы излучателя; б) зависимость процента отказов излучателей от плотности дислокаций

Была предложена методика электротренировки лазерных излучателей. Электротренировка проводится в импульсном режиме в течение 2 часов. Длительность импульса 10 не (по !Л высоты), частота следования импульсов 10 кГц. Использование данной методики позволит значительно повысить срок службы лазерных излучателей, путем вывода напряжений и дислокаций за границы активной области.

Были проведены сравнительные исследования таких параметров разработанных лазерных излучателей, как пороговый ток, мощность излучения, ток накачки на рабочей мощности излучения, диапазон длин волн излучения, ширина спектра излучения, расходимость излучения, диапазон рабочих температур. Для сравнения использовались лазерные излучатели ИЛД-5-1550 (ГУНПП «Инжект», Россия), LD-1550 («Laser components», Германия), 1550nm LD (Tyco Electronics, USA) (табл. 2).

Анализ приведенных сравнительных данных позволяет сделать вывод о том, что лазерные излучатели, произведенные по разработанной технологии, превосходят существующие отечественные и зарубежные аналоги по таким параметрам, как мощность, длина волны, и соответствуют им по пороговому току и пространственной расходимости излучения в плоскости, параллельной р-п-переходу.

Пятая глава посвящена исследованию влияния на параметры лазерного излучателя стыковки с OB.

Таблица 2

Результаты сравнительного исследования параметров лазерных излучателей

Параметр Разработанный ИЛД-5-1550 LD-1550 1550nm LD

Пороговый ток, 1!И, А 1 1 1 3,3

Мощность, Р, Вт 15 5 6 10

Ток накачки, !«, А 20 18 20 50

Диапазон длин волн излучения, Л, нм 1550+1560 1535+1555 1520+1580 1535+1565

Расходимость излучения, 10/45 10/40 10/48 15/50

Диапазон рабочих темпе-1 ратур.0 -40 ++60 -40 ++60 -40 ++60 -40 ++60

Для этого было разработано специальное оборудование и проведены экспериментальные исследования изменения спектральных характеристик лазерных излучателей сопряженных с ОВ различной длины. Было обнаружено возникновение явления возбуждения паразитных мод излучения при стыковке излучателя с протяженным ОВ. При этом их вклад в общие потери мощности увеличивается с ростом температуры лазерного излучателя, обусловленной нагревом в процессе работы и временем работы.

Исследование данного явления потребовало построения математической модели распространения излучения в комплексе «лазерный излучатель — ОВ». Для чего комплекс был представлен в виде системы резонаторов, в которых возникает эффект самовозбуждения, при этом один из резонаторов является источником излучения.

Для определения относительной доли дифракционных потерь по сравнению с потерями на самовозбуждение, была учтена дифракция излучения, в приближении Кирхгофа. Выведены следующие уравнения дифракции:

на выходе излучения из резонатора АЭ:

ф0- 2/г sin /?0 cos<90, (13)

при входе излучения в ОВ:

ф0=2/гзтД cos<90, (14)

после отражения на выходе из ОВ:

фо=2/г8тД)СО8(0о+я-), (15)

где к —длина резонатора; Д> —фазовый сдвиг между волноводами; вй — угол падения исходного излучения.

Расчет углового распределения интенсивности рассеянной волны с учетом шероховатости проводился при помощи решения уравнения Максвелла и с учетом произвольной поляризации излучения. Было получено уравнение:

ЛЛ2

с!1

= ^ К(16)

йо

где ^Д7 >' ) — функция автокорреляции: 1

( ' 2! «г ) г гг

V'г ) ~ ~ Т е ; Г , Г —- радиус-векторы близкорас-

(2тс)г а

положенных точек, ¡л среднее отклонение групповой скорости волнового пакета от центрального значения, о _ — дисперсия, — спектральное распределение волнового пакета; Ф0— элементы разложения фазы по степени в зоне Френеля.

Таким образом, интенсивность волны в первом резонаторе составила:

аI 7 а2

(17)

0 а,

где ^аУп — автокорреляционная функция, 1у — Длина пробега излучения; Р' — дисперсионное соотношение для групповой скорости.

Получено следующее уравнение распространения излучения во втором волноводе (в ОВ):

( 1,2 Л2

ао

к.

о

у

^\\уАг\г»)Е^{г"У<к^с1УШ\ (18)

На основании уравнении (14), (15), (18) была рассчитана интенсивность волны излучения после отражения:

, о' <Рг

Анализ результатов моделирования при помощи специально разработанного программного обеспечения показал, что наибольшая вероятность возникновения паразитных мод излучения в результате переотражения излучения внутри ОВ возникает при использовании многомодовых ОВ со значительным внутренним диаметром (50/125, 62,5/125, 100/140 мкм). Самый значительный вклад в общую мощность излучения паразитные моды вносят при длине волны 850 нм (до 50 % при времени работы 20 мин). Влияние переотражения в ОВ на изменение модового состава минимально при 1550 нм (до 2" 10"01 % при времени работы 20 мин). Таким образом, разработанный лазерный излучатель наиболее полно соответствует требованиям но стыковке с ОВ.

Основные результаты и выводы по работе

1. Проведен анализ существующих типов ГС. Показано, что ГС на системе элементов АПпОаАйЛпР с длиной волны 1550 нм наиболее полно отвечает требованиям по использованию в лазерных излучателях. Разработана методика расчета четырехкомпонентных структур. Рассчитана система компонентов АПпОаА^ЛпР.

2. Проведено математическое моделирование эпитаксиального роста ГС с учетом динамики в реакторе установки МОС-гидридной эпитаксии температуры и концентрации компонент. Разработана методика внесения температурных и концентрационных поправок. Полученные результаты были использованы при разработке технологии выращивания ГС АПпОаАзЛпР. Проведенные экспериментальные исследования показали соответствие параметров полученных ГС заданным.

3. Проведен расчет параметров излучателя. Проведено математическое моделирование распространения излучения в излучателе с несколькими АЭ. Разработана конструкция лазерного излучателя повышенной мощности с несколькими АЭ. Экспериментальные исследования лазерных излучателей разработанной конструкции показали высокую мощность излучения при параметрах излучения аналогичных лазерным излучателям с.

одним АЭ (>.= 1550 нм, 0П=10°, ©3=40°).

4. Проведены исследования по созданию технологии изготовления лазерных излучателей с несколькими АЭ. Проведено математическое моделирование развития напряжений и дислокаций в ГС при наличии кванто-воразмерных слоев. Предложена методика электротренировки излучателей, способствующая выведению напряжений и дислокаций за границы активной области, что приводит к значительному увеличению срока службы.

5. Проведены экспериментальные исследования излучателей. Полученные результаты подтверждают, что разработанная технология позволяет получать лазерные излучатели с параметрами, превосходящими современные аналоги.

6. Проведено исследование влияния соединения с оптическим волокном на параметры лазерных излучателей. Показано возникновение паразитных мод излучения. Минимальное влияние на выходную мощность излучения паразитные моды излучения оказывают при использовании лазерных излучателей с дайной волны излучения 1550 им.

7. Разработанные методики и программное обеспечение внедрены в производство в ФГУП «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха».

Публикации по теме диссертации

1. Суминов В.М., Могильная Т.Ю., Кобякова M.III., Мармалюк A.A., Ширяева H.A., Исследования возможности выращивания квантоворазмер-ных структур InGaAsP/InP на длину волны 1550 нм методом МОС-гидридной эпитаксии для полупроводниковых лазеров повышенной мощности, Научные труды, ИЦ «МАТИ» — РГТУ им. К.Э. Циолковского, Москва, 2004, вып. 6 (78), стр. 239-245.

2. Могильная Т.Ю., Ширяева H.A., Исследования возможности выращивания гетероструктур InGaAsP-InP, AlGalnAs-lnP, GaS на длину волны 1550 нм методом МОС-гидридной эпитаксии, «Технологии приборостроения», 2004, №3 (11), стр. 61-64.

3. Ширяева H.A., Разработка излучателя лазерного диода импульсного режима работы с длиной волны излучения 1550 нм и мощностью 8 Вт на квантоворазмерных структурах, Тезисы докладов 30 Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», 2004, т. 6.

4. Ширяева H.A., Могильная Т.Ю., Кобякова М.Ш., Мармалюк A.A., Влияние температуры и длительности тренировки на ресурсные характеристики квантоворазмерной активной области на AUnGaAsP, Тезисы докладов Всероссийской научно-технической конференции, Москва, 2004, т.2, стр. 113-114.

5. Ширяева H.A., Зайцева Е.В., Расчет распределения тепловых полей в подложке реактора установки для MOCVD, Тезисы докладов 31 Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», 2005, т. 3, стр. 72.

6. Мотальная Т.Ю., Мармалюк A.A., Кобякова M.III., Ширяева Н.А, Разработка мощного импульсного полупроводникового лазера с длиной волны излучения 1550 нм на основе системы компонентов AlGalnAs, , Научные труды, ИЦ «МАТИ» — РГТУ им. К.Э. Циолковского, Москва, 2005, выпуск 8 (80), стр. 144-148.

7. Marmalyuk A.A., Ryaboshtan Y.A., Andreev A. Yu., Morozyuk A.M., Shiryaeva N.A., Krichevsky V.V., Shishkin V.A., Davydova E.I., Sapozhnikov S.M. High pover 1.55 urn AlGalnAs/InP Heterostructures Grown by MOCVD. 11 European Workshop on MOVPE, Lausanne, June 5-8 2005, p. 283-284.

8. Ширяева H.A. Разработка полупроводникового излучателя с длиной волны излучения 1550 нм с использованием квантоворазмерных эффектов. Тезисы докладов 32 Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», 2006, т. 3, стр. 51-52.

9. Романов A.A., Ширяева H.A. Разработка технологии изготовления полупроводниковых лазеров с несколькими вертикально расположенными активными элементами. Тезисы докладов 32 Международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения», 2006, т. 3, стр. 58 -59.

10. Могильная Т.Ю., Ширяева H.A. Пути повышения эффективной мощности полупроводниковых гетеролазеров. «Машиностроение», №8 (50), 2006, стр. 58-59.

11. Андреев Г.И., Могильная Т.Ю., Ширяева H.A. Моделирование распространения электромагнитного излучения в стыковочном узле лазер-оптоволокно. Тезисы докладов Пятого международного аэрокосмического конгресса, 2006, Москва, стр. 138.

12. Ширяева H.A. Разработка технологии изготовления лазерных излучателей повышенной мощности. Материалы Всероссийской научно-технической конференции, Москва, 2006, т.2, стр. 112-113.

13. Могильная Т.Ю., Ширяева H.A., Андреев Г.И. Исследование возбуждения паразитных мод в стыковочном узле «полупроводниковый лазер-оптоволокно». Материалы Всероссийской научно-технической конференции, Москва, 2006, т. 2, стр. 105-106.

ПЕРЕЧЕНЬ СОКРАЩЕНИЙ

ВВЕДЕНИЕ

1. Анализ состояния вопроса и постановка задачи исследования

1.1. Анализ требований, предъявляемых к лазерным излучателям 13 на гетероструктурах с длиной волны 1550 нм

1.2. Анализ возможностей использования различных типов 14 гетероструктур для создания лазерных излучателей с длиной волны излучения 1550 нм

1.3. Анализ путей повышения мощности излучения

1.4. Постановка задач исследования

2. Разработка технологии выращивания гетероструктур AlInGaAs/InP 34 методом МОС-гидридной эпитаксии

2.1. Разработка методики расчета параметров 35 четырехкомпонентных гетероструктур

2.2. Разработка технологии выращивания четырехкомпонентных 40 гетероструктур методом МОС-гидридной эпитаксии

2.2.1. Используемое оборудование

2.2.2. Стандартная технология выращивания гетероструктур 46 методом МОС-гидридной эпитаксии

2.2.3. Разработка математической модели эпитаксиального 48 выращивания гетероструктур в условиях сильного отклонения процесса от состояния равновесия

2.2.4. Разработка технологии выращивания 59 четырехкомпонентных гетероструктур методом МОС-гидридной эпитаксии

2.3. Экспериментальные исследования гетероструктур

2.3.1. Оборудование и методики проведения 62 экспериментальных исследований

2.3.2. Исследования параметров гетероструктур, 67 выращенных по разработанной технологии

Выводы

3. Разработка конструкции лазерного излучателя

3.1. Разработка конструкции мезополосковой структуры

3.2. Экспериментальное исследование параметров одиночных 75 излучателей без зеркальных покрытий граней резонатора

3.2.1. Оборудование и методики исследований

3.2.2. Исследования ватт-амперных характеристик лазерных 77 излучателей с активными элементами различной длины

3.2.3. Исследования спектральных характеристик лазерных 78 излучателей с активными элементами различной длины

3.3. Расчет параметров резонатора излучателя

3.4. Разработка модели пространственного распространения 82 излучения с различным количеством активных элементов

3.5. Разработка конструкции лазерного излучателя с несколькими 95 активными элементами

3.6. Экспериментальные исследования лазерных излучателей 98 разработанной конструкции

3.6.1. Оборудование и методики проведения исследований

3.6.2. Исследование ватт-амперных характеристик лазерных 102 излучателей

3.6.3. Исследование спектральных характеристик лазерных 104 излучателей с различным количеством активных элементов

3.6.4. Исследования пространственной расходимости 105 излучения разработанных лазерных излучателей

3.6.5. Ресурсные испытания разработанных лазерных 107 излучателей

Выводы

4. Разработка технологии изготовления лазерного излучателя

4.1. Разработка технологии изготовления активных элементов

4.2. Разработка технологии сборки блока активных элементов

4.3. Разработка технологии корпусирования

4.4. Разработка модели развития напряжений в квантоворазмерной 121 гетероструктуре

4.5. Разработка методики выведения дислокаций за границы 133 активной области путем электротренировки

4.5.1. Оборудование и методика исследований

4.5.2. Исследование существующих методик тренировки

4.5.3. Методика электротренировки

4.6. Экспериментальные исследования лазерных излучателей 141 произведенных по разработанной технологии

4.6.1. Результаты ресурсных испытания лазерных 141 излучателей изготовленных по разработанной технологии

4.6.2. Сравнительные исследования лазерных излучателей 143 Выводы

5. Применение лазерных излучателей в волоконно-оптических 146 системах

5.1. Анализ причин потерь мощности при соединении лазерных 146 излучателей с оптическим волокном

5.2. Экспериментальные исследования влияния оптического 148 волокна на параметры лазерного излучателя

5.2.1. Оборудование и методики исследования

5.2.2. Результаты исследований влияния оптического 149 волокна на параметры излучения лазерного излучателя

5.3. Разработка модели распространения излучения в комплексе лазерный излучатель - оптическое волокно»

5.4. Анализ теоретических и экспериментальных результатов 167 исследований влияния оптического волокна на параметры лазерного излучателя

Выводы

Актуальность темы.

В настоящее время одной из актуальных научно-технических задач стала разработка источников лазерного излучения с длиной волны 1550 нм. Наиболее перспективными для получения гетероструктур (ГС) таких лазерных излучателей являются соединения А В [13, 37,47,49, 72].

В ряде задач практического применения помимо длины волны излучения необходимо обеспечение стыковки лазерных излучателей с оптическим волокном (ОВ). Поэтому важными параметрами излучения являются мощность излучения, диаграмма направленности, температурная стабильность характеристик, размер тела свечения.

Соответствие лазера этим требованиям определяется как составом используемой излучающей ГС, ее конструкцией, технологией выращивания, так и конструкцией самого излучателя, технологией его изготовления, отсутствием паразитных мод, близких по длине волны.

Параметры излучающих ГС обуславливаются их составом, методикой изготовления и толщиной слоев. Проблемы, возникающие при разработке и производстве новых типов ГС, исследовались Ж.И. Алферовым, П.Г. Елисеевым, X. Кейси, М. Панишем, Г. Кремером [2, 30, 42, 72, 95] и многими другими российскими и зарубежными учеными.

Повышение качества работы излучателей требует исследования и разработки приборов на новых системах элементов, позволяющих получить высокую мощность излучения и длину волны излучения 1550. 1560 нм в широком диапазоне температур.

Это связано со значительными трудностями: отсутствием комплексных методик разработки ГС с требуемыми параметрами и технологическим процессом (ТП) их изготовления; необходимостью совершенствования ТП производства лазерных излучателей; недостаточным количеством информации о влиянии внутренних дефектов ростовых напряжений и дислокаций на параметры разрабатываемых лазерных излучателей.

Одним из наиболее перспективных направлений эпитаксиального выращивания гетероструктур является МОС-гидридная эпитаксия. Однако, использование в данном случае неравновесного процесса эпитаксиального роста [8] для многокомпонентных ГС вызывает необходимость точного расчета их параметров и разработки индивидуальных технологических процессов выращивания, что связано с созданием специальных методик расчета и математических моделей процесса [30, 42].

Одним из путей значительного повышения мощности и улучшения характеристик излучения (спектра, расходимости, модового состава) является изменение конструкции мезоструктуры, геометрических размеров резонатора, параметров зеркальных покрытий.

Влияние на параметры лазерных излучателей оказывает также технология изготовления активных элементов (АЭ), основными этапами которой являются получение мезоструктуры, скалывание, напыление зеркальных покрытий.

Важным фактором, оказывающим влияние на параметры излучения лазерных излучателей, является взаимодействие с ОВ. Известно [37, 47, 49], что соединение с ОВ существенно снижает мощность излучения, а также меняет его спектральный и модовый состав.

Целью настоящей работы является исследование и создание нового типа многокомпонентных ГС, разработка на его основе конструкции и технологии изготовления лазерного излучателя повышенной мощности с длиной волны излучения 1550 нм, и исследование его характеристик при соединении с оптическим волокном.

Задачи исследования.

В соответствии с поставленной целью решался следующий комплекс задач:

I. Разработка методики расчета четырехкомпонентной гетероструктуры.

2. Исследование и разработка технологии выращивания гетероструктур с длиной волны излучения 1550 нм методом МОС-гидридной эпитаксии

3. Разработка конструкции и технологии изготовления лазерных излучателей повышенной мощности с длиной волны излучения 1550 нм.

4. Исследование параметров полученных лазерных излучателей и изменения их характеристик при соединении с оптическим волокном.

Методы исследования. Экспериментальные данные получены на универсальном и специально разработанном лабораторном оборудовании и обработаны с применением методов математической статистики.

Научная новизна работы

1. Впервые разработана универсальная методика расчета параметров четырехкомпонентных гетероструктур, содержащих компоненты с высокой степенью сегрегации.

2. Разработана модель расчета параметров парогазовой смеси в реакторе установки МОС-гидридной эпитаксии, с учетом неравновесности процесса. На основе данной модели предложена методика корректировки параметров подачи исходных компонент в реактор установки МОС-гидридной эпитаксии в зависимости от изменения температуры и концентрации парогазовой смеси, что обеспечило получение гетероструктур с требуемыми параметрами и высокую воспроизводимость технологического процесса.

3. Разработана модель распространения излучения для лазерных излучателей с одним и несколькими активными элементами, на базе которой была разработана конструкция лазерного излучателя с несколькими активными элементами.

4. Разработана модель развития напряжений и дислокаций в квантоворазмерных гетероструктурах, на основании которой предложена методика повышения мощности и долговечности лазерных излучателей путем выведения напряжений и дислокаций за границы активной области.

5. Впервые проведены исследования эффекта возникновения побочных мод излучения в лазерных излучателях, состыкованных с оптическим волокном.

Практическая значимость работы определяется прикладным характером проведенных исследований, направленных на разработку конструкции и технологии изготовления лазерных излучателей. Разработанные методики, программное обеспечение и технология внедрены в ФГУП «НИИ «Полюс» им. М.Ф. Стельмаха». Их использование позволило значительно повысить качество выпускаемых лазерных излучателей. Характеристики полученных лазерных излучателей превосходят существующие в настоящее время аналоги.

Положения, выносимые на защиту;

1. Научно обоснованная методика расчета параметров твердых составов четырехкомпонентной системы.

2. Математическая модель эпитаксиального роста и разработанная на ее основе технология выращивания гетероструктур.

3. Математическая модель распространения излучения при наличии нескольких активных элементов, положенная в основу разработки конструкции и технологии изготовления лазерных излучателей повышенной мощности.

4. Математическая модель развития ростовых напряжений двухмерной гетероструктуры с квантоворазмерной активной областью, на базе которой разработана методика повышения мощности излучения и срока службы лазерных излучателей путем выведения напряжений и дислокаций за границы активной области.

5. Конструкция и технология изготовления лазерного излучателя с длиной волны излучения 1550 нм и мощностью 15 Вт.

Достоверность полученных результатов подтверждается:

• применением фундаментальных положений, справедливость которых доказана ранее и проверена практикой, неоднократно апробированных методик и математических моделей, а также сходимостью результатов экспериментальных исследований и математического моделирования;

• проведением исследований на моделях, которые достаточно полно и адекватно отражают совокупность факторов, влияющих на моделируемый процесс.

Апробация работы. Основные результаты работы докладывались и обсуждались на следующих научно-технических конференциях: 5 Международном аэрокосмическом конгрессе, Москва, 2006 г.; 30, 31, 32 Международных молодежных научных конференциях «Гагаринские чтения», Москва, 2004, 2005, 2006 г.г.; Всероссийских научно-технических конференциях, Москва, 2004, 2006 г.г.; 11 European Workshop on MOVPE, г. Лозанна, 2005 г.; Международном симпозиуме «Аэрокосмические приборные технологии», Санкт-Петербург, 2004 г.; Московской молодёжной научно-технической конференции «Методы и средства измерительно-информационных технологий», Москва, 2004 г.

Публикации: Основное содержание диссертации отражено в 13 публикациях.

Структура и объем диссертации: Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения и списка литературы из 119 наименований. Материал изложен на 190 страницах иллюстрированных 75 рисунками, графиками и 20 таблицами.

ВЫХОД

Меню ГРАНИЦА - Задание i раничных условий.

Задаются условия на левой и правой границах области. Возможны постановки краевых задач 1, II, III рода. Предусмотрена зависимость граничных условий от двух переменных: температуры и времени. Функциональная зависимость задается как в табличном, так и в аналитическом виде.

Условие 111 рода в настоящей версии не реализовано. Будет реализовано в следующей версии 1.1

ЛЕВАЯ - Задание условий на левой |ракицс(тип гран, условия и значение); ПРАВАЯ - на правой границе;

ЧТЕНИЕ - Чтение наборов данных с различными вариантами граничных условий. ЗАПИСЬ - Запись сформированных граничных условий на диск.

Файлы имеют расширение*.0

Рис. 6. Меню «Граница» 191

Формируются начальные условия в полной области.

Возможно задание в виде констант, таблиц. анаштичееко! о выражения.

В ЦЕНТРАХ Задание начальною распределения температуры в центрах В УЗЛАХ Задание начального распределения температуры в узлах;

ЧТЕНИЕ Чтение с диска наборов данных с вариантами начальных условий.

Файлы имеют расширение *.N; 3AI1ИСЬ Запись на диск текущею состояния начальных данных:

11НЧЛ ГЬ Печать начальных условий.

Рис. 6. Меню «Начальные условия»

Меню КО ЭФФИЦИЕНТЫ - Задание коэффициентов и правой части уравнения теплопроводности. теплоемкость ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ ИСТОЧНИК ЧТЕНИЕ

ЗАПИСЬ ПЕЧАТЬ

Задание удельной теплоемкости: коэффициента теплопроводности; правой части: Чтение с диска наборов данных вариантами коэффициентов от температуры и времени; Файлы имеют расширение *.К Запись данных на диск; Печать коэффициентов. зависимостей

Рис. 7. Меню «Коэффициенты»

Меню АЛГОРИТМ - Выбор разностной схемы. Производится выбор разностной схемы из классов:

ПОТОКОВЫЕ ТЕМПЕРАТУРНЫЕ

- НЕЯВНЫЕ

- ЯВНЫЕ

- С ВЕСАМИ

• ПРЕДИКТОР-КОРРЕКТОР По умолчанию используется неявная потоковая схема.

Рис. 8. Меню «Алгоритм»

Меню СЧЕТ - Задание параметров расчета и запуск задачи на счет.

ВЫБОР ПЕРЕМЕННЫХ - решение задачи в терминах температуры/энтальпии АППРОКСИМАЦИЯ К - аппроксимация коэф.теплопроводности в центрах/узлах ячеек

ГРАФИКИ В СЧЕТЕ - задание типов графиков величин выдаваемых в ходе счеш : температуры, потока, энташ аналитическим решением и невязками в нормах С и L2; коэффициентов - теплое\ теплопроводности, тешювого источника. ПАРАМЕТРЫ - Задание параметров расчета:

- расчетный шаг по времени;

- количество шагов расчета;

- время начата расчега;

- время расчета;

- шаг вывода результатов в ходе счета на экран: ЗАПУСК - Запуск сформированной задачи на счет.

Перед запуском проверяются входные данные на корректность. Координата X(i)>=0,X(i+l)>X(i),

Коэффициенты Cv>0, К>0,

Параметры расчета (величина расчетного шага по времсни.количество шагов, времена начата и продолжительности расиста, времена и шаги выдачи графиков на экран в ходе счета) В случае ошибки выдаются диагностические сообщения.

Рис. 9. Меню «Счет»

Меню РЕЗУЛЬТАТЫ - Прслсшменпс результаюн счета

ТЕМПЕРАТУРА

ПОТОК

ЭНТАЛЬПИЯ

ТЕПЛОЕМКОСТЬ

ТЕПЛОПРОВОДНОСТЬ источник

ИНТЕГ РАЛЬНЫЕ ВЕЛИЧИНЫ (Суммарное тепловыделение, суммарные потоки через левую и правую ipaiimw )

Рис. 10. Меню «Результаты»

Рис. 11. Идеальный поток.

Рис. 12. Деформированный поток.